摘要：电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。电力变压器在电力系统输送中具有将调节电压的重要的作用，变压器的安全性对于电力输送系统的安全、稳定、可靠运行有着直接的影响。本文就来探讨电力变压器的继电保护思路的构建。全本分为三部分，第一部分主要论述了电力变压器的工作原理；第二部分分析了电力变压器的常见故障；第三部分论述了电力变压器的继电保护思路构建及其方法。
关键词：电力变压器；继电保护；故障
引言
电力变压器是电力系统中负责电压变换的重要设备。随着我国供电系统和电网建设的不断发展，各类的变压器应运而生，在不同的供电系统中发挥着重要的作用。不同的变压器具有不同的应用优势，而安全性是最根本的应用条件。发电站、变电所在选择电力变压器时首选的是电力变压器的继电保护性能，它决定了电力变压器在电力系统运行中的安全性。现阶段，随着我国电力变压器生产行业竞争压力的变大，提高电力变压器的机电保护性能成为变压器生产企业提升市场核心竞争力的关键。为此，电力变压器生产企业就应该积极的构建机电保护思路。
一、电力变压器的工作原理
电力变压器工作的原理是根据电磁感应完成电能传递的，电力变压器内部做复杂的交流电压、电流的传输需要满足多种电压、电流的交换，因此需要多用连接法。国内变压器的高压绕组一般联成Y接法，它相当于线电压的57.7%；中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。每匝电压可视具体情况适当减低一些。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统，则可根据标准规定决定。我国输电系统中，不论是500、330、220还是110kV的电压，它们的电压向量是同相位的，因此，当它们采用不同的绕组接法时，则会影响低压输电系统、高压输电系统的电压向量滞后30°电气角或同相位。60与35kV输电系统的相位角不同，电气角存在30°的差异；10、6、3与0.4kV的输电系统相位角存在60°的差异；连接组变压器运行时组别标号需一致；电力电压器用于多雷地区时选择z接法，具有较好的防雷效果；单线电力变压器采用三相组接法，而非YNy0接法；三相五柱式铁心变压器选择YN，yn0，yn0接法时，需要绕组时有接成角，而选择四个巻鉄心框时禁止使用YNy0接法。电力变压器高压绕组通过连接标号一致的分接头开关连接，连接开关是需要测定电压、额定电力、调压范围、实验电压等。
二、电力变压器的常见故障
（一）油箱内故障
1.绕组短路
电力变压器内部绕组线路连接紧密，绕组部分是电力变压器的核心部分，原、副边线圈以同心的新时套在铁芯柱上，这部分结构是电力变压器调压的关键，绕组短路会使原、副边线圈之间温度升高或发生电火花，严重时还可能在电力变压器内部引电弧火，从而引发爆炸、火灾等一系列较为严重的事故。
2.匝间短路
电力变压器的带电线圈绝缘层破裂，线圈之间连接发生短路，就会导致电阻减小，从而引起电力变压器内部发产生电火花、火弧等，可引起与绕组短路类似的严重后果。
3.铁芯损耗
铁芯也是电力变压器的核心构件，铁芯出现严重的损耗时不仅导致自身功率损耗，还会导致电力变压器的功率减低，电力变压器温度升高，严重时可能会引起周边线路绝缘层熔融，引发电力变压器内部短路或产生放电现场。此外，每个电力变压器都需要接地，接地发生短路时会造成电路变压器内部产生闭合回路，从而烧毁铁芯，引发电力变压器内部故障。
（二）油箱外故障
1.绝缘套破裂
绝缘套破裂是电力变压器常见的油箱外故障。电力变压器外部线路常年暴露在外，一方面加速了线路绝缘套老化的程度，另一方面受外力影响可能发生破损，导致电力变压器运行不稳定或发生放电、短路等现场，严重时电力变压器整体升温，可引起较多的安全隐患。
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2.接地短路
电力变压器依靠是的接地防雷，接地线路是通过电力变压器外壳与中性点地接线连接的，再通过中性点地接线引入地下。连接变压器外壳与中性点接地回路的零部件是可拆卸连接螺栓，连接中性点、变压器外壳的线路应该是同一条线，向上连接避雷器，向下接入地下，如果连接避雷器、变压器外壳及中性点的线路发生故障，则会引起接地短路，导致防雷失败。接地短路会导致电力变压器的防雷保护失效，严重影响电力变压器的安全运行。
三、电力变压器的继电保护思路构建及其方法
（一）电力变压器的继电保护思路构建
电力变压器作为一种静止的电气设备，它的运行主要通过数值的变化完成调压，通常都是将一种交流电压转换为多种交流电压，而电力变压器内部电流交换工作是依靠磁通与铁芯的磁导完成的，绕组通过感应器感应电流的电动势。为了加强对电力变压器的安全保护，在构建电力变压器机电保护时也采用相同的思路，借助感应器来检测故障，再将检测数据传达至信号处理中心，最终传输给系统的机电保护系统。从机电保护的思路构建来看，对电力变压器采用微机型管理，并未其建立电力信号管理系统，通过自动采集电力数据信号来收集电力数值，并将采集数据传输给电力系统中心，由电力系统中心统一处理和分析数据，以完成电力变压器运行的故障监测和机电保护。这实际上是一个完整的电力保护系统，依靠的是智能感应设备及其技术，同时采用计算机技术、网络控制技术等，是电力系统信号采集、调节工作等的自动化和智能化属性更高，因此具有较高的安全性能。
（二）电力变压器的继电保护方法
1.速断保护
速断保护顾名思义就是快速的做出继电保护，一般电力变压器出现故障时系统在5秒内完成继电保护动作。其原理是通过自动采集过电流值和限定过电流的范围完成控制的，一旦保护装置周围的过电流接近限定过电流即自动触发继电保护。
2.差动保护
差动保护方法是为电力变压器连接电流互感器，通过循环电流完成差动继电保护。当电力变压器出现故障时，差动继电器就会显示电圈内的电流增大，电流增大到默认设定的最高值时触动继电保护动作，是电网与电力变压器断开，完成保护。
3.接地保护
接地保护是电力变压器中最常用的继电保护，主要是为了解决电力变压器内外部接地线绝缘层破裂而引发的故障。在电力电压器内外部设置零序保护装置，用于检测接地故障，将零序保护装置与差动保护设备连接，即可在故障发生时通过差动数值检测到故障，并自动触发继电保护。
4.瓦斯保护
瓦斯保护是油浸式电力变压器的主要继电保护措施。油浸式电力变压器油箱内有油，利用故障发生时油箱内的由受短路故障产生热能后能产生气体的原理，产生的气体达到一定的程度是具有较大的冲击力，足以出发继电保护装置，该种保护动作就是瓦斯保护。
5.过负荷保护
电力变压器过负荷运转是会出现三相对称，此时，电流继电器就会检测到延时信号，自动发出警报。过负荷保护需要在电力变压器侧面装置电流互感器和过负荷自动检测装置，在循环电流的过程即可检测到延时信号。
结语
综上所述，构建电力电压器是提高电力系统安全、可靠运行的而基础，是保护变压器稳定工作不可缺少的措施。现阶段，电力企业应该应用速断保护、差动保护、接地保护、瓦斯保护、过负荷保护等方法构建电力变压器的保护系统，增强电力变压器的保护力度，保障电力变压器的安全运行。
参考文献
[1]赵亚鑫.电力变压器的继电保护思路构建[J].山东工业技术,2019(14):183.
[2]谢海涵.电力变压器继电保护的原理及应用[J].中国高新技术企业,2015(16):145-146.
[3]罗丽玲.电力变压器的继电保护对策分析[J].通讯世界,2015(14):163.
论文作者:张双嘉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：电力变压器论文; 绕组论文; 电压论文; 继电保护论文; 电流论文; 变压器论文; 故障论文; 《电力设备》2019年第7期论文;